(57)【要約】  【課題】ＤＰＦに多くのＰＭが残留したまま、ＤＰＦの再生処理が完了してしまう不具合を防止することができるディーゼルエンジンを提供する。  【解決課題】この課題解決のため、ＤＯＣでの未燃燃料の触媒燃焼で排気温度を上昇させて、ＤＰＦに堆積したＰＭを焼却させ、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っている場合には、その至っている時間を制御手段がＤＰＦ再生の進捗積算時間として積算Ｓ５し、ＤＰＦ再生の進捗積算時間がＤＰＦ再生の完了判定値に至った場合には、制御手段がＤＰＦの再生処理を完了Ｓ７させるようにした、ディーゼルエンジンにおいて、ＤＰＦのＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求量に至った後、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っていない場合には、その至っていない時間に基づく積算修正時間を制御手段がＤＰＦ再生の進捗積算時間から減算Ｓ８するようにした。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気経路にＤＯＣ(１)とＤＰＦ(２)とを配置し、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求値に至った後、制御手段(３)がＤＰＦ再生手段(４)にＤＰＦ(２)の再生処理を実施(Ｓ３)させ、排気(５)中に未燃燃料を混入させることにより、ＤＯＣ(１)での未燃燃料の触媒燃焼で排気温度を上昇させて、ＤＰＦ(２)に堆積したＰＭを焼却させ、排気温度が所定値以上のＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っている場合には、その至っている時間を制御手段(３)がＤＰＦ再生の進捗積算時間として積算(Ｓ５)し、ＤＰＦ再生の進捗積算時間がＤＰＦ再生の完了判定値に至った場合には、制御手段(３)がＤＰＦ(２)の再生処理を完了(Ｓ７)させるようにした、ディーゼルエンジンにおいて、
ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求値に至った後、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っていない場合には、その至っていない時間に基づく積算修正時間を制御手段(３)がＤＰＦ再生の進捗積算時間から減算(Ｓ８)するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載したディーゼルエンジンにおいて、
排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っていない場合として、ＤＰＦ(２)の再生処理を実施(Ｓ３)しているが、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度を越えていない場合と、ＤＯＣ(１)の温度が活性化温度に至っておらず、ＤＰＦ(２)の再生処理が実施されていない場合の両方の場合を含ませる、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンに関し、詳しくは、ＤＰＦに多くのＰＭが残留したまま、ＤＰＦの再生処理が完了してしまう不具合を防止することができるディーゼルエンジンに関する。
この明細書及び特許請求の範囲で、ＤＯＣとはディーゼル酸化触媒、ＤＰＦとはディーゼルパティキュレートフィルタ、ＰＭとは粒子状物質をいう。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気経路にＤＯＣとＤＰＦとを配置し、ＤＰＦのＰＭ堆積推定値が所定の再生要求値に至った後、制御手段がＤＰＦ再生手段にＤＰＦの再生処理を実施させ、排気中に未燃燃料を混入させることにより、ＤＯＣでの未燃燃料の触媒燃焼で排気温度を上昇させて、ＤＰＦに堆積したＰＭを焼却させ、排気温度が所定値以上のＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っている場合には、その至っている時間を制御手段がＤＰＦ再生の進捗積算時間として積算し、ＤＰＦ再生の進捗積算時間がＤＰＦ再生の完了判定値に至った場合には、制御手段がＤＰＦの再生処理を完了させるようにしたものがある(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
この種のディーゼルエンジンによれば、ＤＰＦを再生して再利用することができる利点がある。
また、この種のディーゼルエンジンによれば、ＤＰＦのＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求値に至った後、軽負荷運転やアイドル運転等により、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至らないためにＤＰＦ再生が進捗せず、或いはＤＯＣが活性化温度に至らないためにＤＰＦ再生が中断され、その間にＤＰＦのＰＭ堆積量が増加してしまうことがある。
しかし、従来では、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っている時間を制御手段がＤＰＦ再生の進捗積算時間として積算するのみで、ＤＰＦ再生開始後のＤＰＦのＰＭ堆積量の増加がＤＰＦ再生の進捗積算時間に反映されないため、問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９９５５５号公報(図３参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
《問題》  ＤＰＦに多くのＰＭが残留したまま、ＤＰＦの再生処理が完了してしまうおそれがある。
排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っている時間を制御手段がＤＰＦ再生の進捗積算時間として積算するのみで、ＤＰＦ再生開始後のＤＰＦのＰＭ堆積量の増加がＤＰＦ再生の進捗積算時間に反映されないため、ＤＰＦに溜まったＰＭを十分に焼却できないまま、ＤＰＦ再生の進捗積算時間がＤＰＦ再生の完了判定値に到達し、ＤＰＦに多くのＰＭが残留したまま、ＤＰＦの再生処理が完了してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明の課題は、ＤＰＦに多くのＰＭが残留したまま、ＤＰＦの再生処理が完了してしまう不具合を防止することができるディーゼルエンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、排気経路にＤＯＣ(１)とＤＰＦ(２)とを配置し、図２に例示するように、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求値に至った後、制御手段(３)がＤＰＦ再生手段(４)にＤＰＦ(２)の再生処理を実施(Ｓ３)させ、排気(５)中に未燃燃料を混入させることにより、ＤＯＣ(１)での未燃燃料の触媒燃焼で排気温度を上昇させて、ＤＰＦ(２)に堆積したＰＭを焼却させ、排気温度が所定値以上のＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っている場合には、その至っている時間を制御手段(３)がＤＰＦ再生の進捗積算時間として積算(Ｓ５)し、ＤＰＦ再生の進捗積算時間がＤＰＦ再生完了判定値に至った場合には、制御手段(３)がＤＰＦ(２)の再生処理を完了(Ｓ７)させるようにした、ディーゼルエンジンにおいて、
図２に例示するように、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求値に至った後、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っていない場合には、その至っていない時間に基づく積算修正時間を制御手段(３)がＤＰＦ再生の進捗積算時間から減算(Ｓ８)するようにした、ことを特徴とするディーゼルエンジン。
【発明の効果】
【０００８】
(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》  ＤＰＦに多くのＰＭが残留したまま、ＤＰＦの再生処理が完了してしまう不具合を防止することができる。
図２に例示するように、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求量に至った後、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度を越えていない場合には、その越えていない時間に基づく修正時間を制御手段(３)がＤＰＦ再生の進捗積算時間から減算(Ｓ８)するようにしたので、減算された修正時間分だけＤＰＦ再生の進捗積算時間が再カウントされ、ＤＰＦ(２)に溜まったＰＭを焼却するに十分なＤＰＦ再生の進捗が得られ、ＤＰＦ(２)に多くのＰＭが残留したまま、ＤＰＦ(２)の再生処理が完了してしまう不具合を防止することができる。
【０００９】
(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》  ＤＰＦ再生の実施中か否かを問わず、ＤＰＦ再生が進捗しない場合には、的確に再生の進捗積算時間の減算が行われる。
図２に例示するように、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っていない場合として、ＤＰＦ(２)の再生処理を実施(Ｓ３)しているが、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度を越えていない場合と、ＤＯＣ(１)の温度が活性化温度に至っておらず、ＤＰＦ(２)の再生処理が実施されていない場合の両方の場合を含ませるので、ＤＰＦ(２)の再生の実施中か否かを問わず、ＤＰＦ再生が進捗しない場合には、的確にＤＰＦ再生の進捗積算時間の減算が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンの模式図である。
【図２】図１のエンジンの制御手段による処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１、図２は本発明の実施形態に係るディーゼルエンジンを説明する図であり、この実施形態では、コモンレール式の水冷立形直列多気筒ディーゼルエンジンについて説明する。
【００１２】
このディーゼルエンジンは、次のように構成されている。
シリンダブロック(６)の上部にシリンダヘッド(７)を組み付け、シリンダブロック(６)の前部にエンジン冷却ファン(８)を配置し、シリンダブロック(６)の後部にフライホイール(９)を配置している。シリンダヘッド(７)の横一側には排気マニホルド(１０)を組み付け、排気マニホルド(１０)に過給機(１１)を組み付け、過給機(１１)の下流の排気経路に排気処理装置(１２)を配置している。
【００１３】
燃料タンク(１３)に燃料サプライポンプ(１４)を介してコモンレール(１５)を接続し、コモンレール(１５)に各気筒毎の燃料インジェクタ(１６)を接続している。
フライホイール(９)にパルサロータ(１７)を取り付け、動弁カム軸(１８)にカム軸ロータ(１９)を取り付け、パルサロータ(１７)にピックアップコイル(２０)を対向させ、カム軸ロータ(１９)に気筒判別センサ(２１)を対向させ、ピックアップコイル(２０)でエンジン実回転数とクランク角度とを検出し、気筒判別センサ(２１)で所定の気筒の上死点が圧縮上死点であるか排気上死点であるか等、各気筒の燃焼行程を検出する。目標回転数検出センサ(２３)で調速レバー(２２)の調速位置、すなわちエンジン目標回転数を検出する。
ピックアップコイル(２０)と気筒判別センサ(２１)と目標回転数検出センサ(２３)とを制御手段(３)を介して燃料インジェクタ(１６)の電磁弁(３０)に連携させている。
制御手段(３)は、エンジン目標回転数とエンジン実回転数とに基づいて燃料噴射量(メイン噴射量)を演算し、クランク角度に基づいて、所定タイミングで燃料インジェクタ(１６)の電磁弁(３０)を開閉し、燃料インジェクタ(１６)から所定タイミングで所定量のメイン噴射を行う。制御手段(３)は、マイコンである。
【００１４】
排気処理装置(１２)の構成は、次の通りである。
ケーシング(２４)内にＤＯＣ(１)とＤＰＦ(２)とを収容している。上流にＤＯＣ(１)を配置し、下流にＤＰＦ(２)を配置している。
ＤＯＣ(１)は、セラミックのハニカム担体で、酸化触媒を担持させ、セル(１ａ)の両端を開口したフロースルータイプで、セル(１ａ)の内部を排気(５)が通過するようになっている。
ＤＰＦ(２)は、セラミックのハニカム担体で、隣合うセル(２ａ)の端部を交互に目封じたウォールフロータイプである。セル(２ａ)の内部とセル(２ａ)の壁(１ｂ)を排気が通過し、セル(２ａ)の壁(２ｂ)でＰＭを捕捉する。
【００１５】
ＤＯＣ(１)の入口側にはＤＯＣ入口側温度センサ(２５)を配置し、ＤＯＣ(１)とＤＰＦ(２)との間にＤＦＦ入口側温度センサ(２６)を配置している。また、ＤＯＣ(１)とＤＰＦ(２)との間にＤＰＦ入口側排気圧センサ(２７)を配置し、ＤＰＦ(２)の入口側と出口側との間に入口側と出口側の排気圧の差圧を検出する差圧センサ(２８)を配置している。
ＤＯＣ入口側温度センサ(２５)とＤＦＦ入口側温度センサ(２６)とＤＰＦ入口側排気圧センサ(２７)と差圧センサ(２８)とは制御手段(３)を介して燃料インジェクタ(１６)の電磁弁(３０)に連携させている。
【００１６】
制御手段(３)は、燃料噴射量とＤＰＦ入口温度とに基づいてＤＰＦ(２)の第１のＰＭ堆積推定値を演算するとともに、ＤＰＦ入口側排気圧とＤＰＦ(２)の入口側と出口側の差圧に基づいてＤＰＦ(２)の第２のＰＭ堆積推定値を演算する。第１のＰＭ堆積推定値と第２のＰＭ堆積推定値のいずれかが所定のＤＰＦ再生要求値に至った後、制御手段(３)がＤＰＦ再生手段(４)にＤＰＦ(２)の再生処理を実施させ、ＤＰＦ(２)の再生を完了させる。ＤＰＦ再生手段(４)は、コモンレールシステム(２９)とＤＯＣ(１)との組み合わせからなり、ＤＰＦ(２)の再生処理は燃料インジェクタ(１６)からメイン噴射の後にポスト噴射を行い、その未燃燃料をＤＯＣ(１)で触媒燃焼させることにより行う。
【００１７】
図１に示すように、排気経路にＤＯＣ(１)とＤＰＦ(２)とを配置し、図２に示すように、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求値に至った後、制御手段(３)がＤＰＦ再生手段(４)にＤＰＦ(２)の再生処理を実施(Ｓ３)させ、排気(５)中に未燃燃料を混入させることにより、ＤＯＣ(１)での未燃燃料の触媒燃焼で排気温度を上昇させて、ＤＰＦ(２)に堆積したＰＭを焼却させ、排気温度が所定値以上のＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っている場合には、その至っている時間を制御手段(３)がＤＰＦ再生の進捗積算時間として積算(Ｓ５)し、ＤＰＦ再生の進捗積算時間がＤＰＦ再生の完了判定値に至った場合には、制御手段(３)がＤＰＦ(２)の再生処理を完了(Ｓ７)させるようにしている。
【００１８】
図２に示すように、ＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値が所定のＤＰＦ再生要求値に至った後、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っていない場合には、その至っていない時間に基づく積算修正時間を制御手段(３)がＤＰＦ再生の進捗積算時間から減算(Ｓ８)するようにしている。
【００１９】
図２に示すように、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っていない場合として、ＤＰＦ(２)の再生処理を実施(Ｓ３)しているが、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度を越えていない場合と、ＤＯＣ(１)の温度が活性化温度に至っておらず、ＤＰＦ(２)の再生処理が実施されていない場合の両方の場合を含ませる。
【００２０】
制御手段(３)による処理の流れは次の通りである。
図２に示すように、ステップ(Ｓ１)でＤＰＦ(２)のＰＭ堆積推定値がＤＰＦ再生要求値に至ったか否かが判定され、判定が否定の場合には、判定が肯定されるまでステップ(Ｓ１)を繰り返す。ステップ(Ｓ１)での判定が肯定されると、ステップ(Ｓ２)でＤＯＣ(１)の推定温度が活性化温度に至っているか否かが判定され、判定が肯定の場合にはステップ(Ｓ３)でＤＰＦ(２)の再生処理が実施される。
【００２１】
次に、ステップ(Ｓ４)でＤＰＦ入口側の排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っているか否かが判定され、判定が肯定されると、ステップ(Ｓ５)でＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っていた時間をＤＰＦ再生の進捗積算時間として積算する。
次に、ステップ(Ｓ６)でＤＰＦ再生の進捗積算時間がＤＰＦ再生の終了判定値に至ったか否かが判定され、判定が肯定の場合にはステップ(Ｓ７)でＤＰＦ(２)の再生処理を完了する。判定が否定の場合には、ステップ(Ｓ２)に戻る。
ステップ(Ｓ２)での判定、またはステップ(Ｓ４)での判定が否定の場合には、いずれもステップ(Ｓ８)でＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っていない時間に基づく積算修正時間をＤＰＦ再生の進捗積算時間から減算し、ステップ(Ｓ２)に戻る。
【００２２】
ＤＯＣ(１)の推定温度は、ＤＯＣ入口排気温度、ＤＯＣ(１)の比熱、ＤＯＣ(１)からの放熱等に基づいて制御手段(３)が演算する。
ＤＯＣの活性化温度は２５０°Ｃである。
ポスト噴射量は、ＤＰＦ入口排気温度の目標温度を６００℃とし、ＤＰＦ入口排気温度、ＤＯＣ入口排気温度、排気流量に基づいて、制御手段(３)が演算する。
排気流量は吸気流量とメイン噴射量とＤＯＣ入口排気温度に基づいて、制御手段(３)が演算する。
ポスト噴射は、コモンレールシステム(２９)のインジェクタ(１６)から、圧縮上死点付近でのメイン噴射の後、排気行程中に行う。
進捗有効温度は５５０°Ｃ以上であり、ＤＰＦ再生の完了判定値は１５分とする。
積算修正時間は、排気温度がＤＰＦ再生の進捗有効温度に至っていない時間の積算値１時間に対して１分とする。
【符号の説明】
【００２３】
(１) ＤＯＣ
(２) ＤＰＦ
(３) 制御手段
(４) ＤＰＦ再生手段
(５) 排気
(Ｓ３) ＤＰＦ再生処理を実施
(Ｓ５) ＤＰＦ再生の進捗積算時間に加算
(Ｓ８) ＤＰＦ再生の進捗積算時間から減算
【図１】
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【図２】
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